WO2023179948A1 - Additive manufacturing device comprising a robot for characterising protective gas flows - Google Patents

Additive manufacturing device comprising a robot for characterising protective gas flows Download PDF

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WO2023179948A1
WO2023179948A1 PCT/EP2023/052593 EP2023052593W WO2023179948A1 WO 2023179948 A1 WO2023179948 A1 WO 2023179948A1 EP 2023052593 W EP2023052593 W EP 2023052593W WO 2023179948 A1 WO2023179948 A1 WO 2023179948A1
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arm
movement arm
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movement
manufacturing
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PCT/EP2023/052593
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Philippe Lefebvre
Quentin MANDOU
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L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude
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    • B25J9/026—Gantry-type

Definitions

  • the present invention relates to an additive manufacturing device comprising a robot dedicated to controlling protective gas flows generated in a manufacturing enclosure of said manufacturing device.
  • the invention finds application in an additive manufacturing device intended for the implementation of an additive manufacturing process by laser fusion on a bed of metal powder.
  • Additive manufacturing brings together processes that make it possible to manufacture three-dimensional parts by successively adding layers of material, from a digital model, without using tooling.
  • additive is used in opposition to the principles of traditional methods, such as machining, which are based on material removal.
  • Additive manufacturing methods also called 3D printing methods, such as in particular selective laser melting, selective laser sintering, stereolithography and the like, are understood as methods in which a three-dimensional component is produced from base materials by means of chemical and/or physical processes.
  • the base material is generally made liquid or melted at least in regions, in order to harden in order to form the part to be manufactured.
  • metal projections contain oxides and the fusion of oxides during the manufacture of parts by additive manufacturing can generate manufacturing defects within the part such as visual, metallurgical, compactness and/or porosity defects.
  • additive manufacturing processes In order to control the properties and quality of the manufactured parts, it is known to operate additive manufacturing processes in additive manufacturing chambers. These chambers are closed enclosures in which the gaseous atmosphere is controlled.
  • the manufacturing chambers are equipped with a protective gas supply system connected to the internal volume of the manufacturing chamber in order to produce a gas flow aimed at protecting the manufacturing region from oxidation, fumes and fallout. projections.
  • the homogeneity of the gas flow within the additive manufacturing chambers ensures the quality of the parts produced, particularly for alloys emitting significant smoke or for the production of large parts, requiring production times of several hours or even several days.
  • mapping gas flows produced in additive manufacturing chambers. These systems are generally equipped with a probe to measure the flow speed. In general, these systems include a probe supported by a robot capable of moving within the flow produced above the manufacturing region.
  • the present invention aims to remedy the drawbacks described above, in particular to propose an additive manufacturing device provided with a robot for characterizing protective gas flows and in which the robot is easily adaptable to the dimensions of the chamber. manufacturing.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional view of a modular robot according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a top view of the robot according to .
  • FIG. 1 shows a three-dimensional view of a modular robot according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows means for assembling movement arm modules according to one embodiment of the invention.
  • the invention applies in particular to laser fusion on a powder bed.
  • the means of irradiation of the base material is a laser source.
  • the fusion of a bed of powder 14, forming the base material is carried out by scanning a laser beam 9 obtained using a head 11 or scanner, comprising for example an orientable deflection mirror .
  • the head 11 is controlled by a digital control which directs the laser beam towards the zones to be melted of the powder bed 14.
  • the laser beam 9 can be generated by at least one laser source chosen from a CO 2 laser, a fiber laser or discs, a diode laser.
  • the device according to the invention comprises an enclosure called manufacturing chamber 8.
  • Chamber 8 is intended to contain a gaseous atmosphere which can be formed of an inert protective gas such as argon or nitrogen.
  • the shielding gas is distributed into the chamber by a gas supply system comprising one or more gas inlets.
  • at least one gas inlet 13 distributes the shielding gas above the powder bed 14, preferably in a plane substantially orthogonal to the manufacturing direction z along which the layers of base material are deposited and melted successively .
  • the gas flow flows in a flow direction x orthogonal to the direction z.
  • the shielding gas preferably comprises at least one inert component chosen from argon, helium and nitrogen.
  • the shielding gas may possibly contain additional components, for example carbon dioxide.
  • the chamber is equipped with a smoke and splash suction system.
  • This system is preferably arranged on one side of the chamber located opposite the gas inlet 13.
  • the flow direction x is oriented from the first orifice 13 towards at least one suction orifice of the suction system .
  • an orifice 12 distributes the protective gas below the protective window 10 so as to avoid clogging of the latter by the fumes resulting from the layer fusion process.
  • the manufacturing of the part begins after a step of purging the manufacturing chamber to obtain a gaseous atmosphere whose oxygen content is less than 0.1% by volume.
  • the manufacturing chamber includes sensors, for example of the electrochemical or zirconia type, configured to measure the oxygen content in the manufacturing chamber and thus authorize or stop manufacturing.
  • the bed of powder 14 is spread by a scraper 2 on a manufacturing plate 4.
  • the powder is fed by a tray 1 which rises thanks to a piston 3.
  • the excess powder falls into the reservoir 6 .
  • the manufacturing plate 4 descends, in a direction opposite to the manufacturing direction z, by a height corresponding to the height of the new layer of powder deposited on the previous layer.
  • a selective scanning of the powder bed is carried out with the laser beam, following the digital model determining the three-dimensional shape of the part.
  • the layer of metal powder is selectively melted in a predefined manufacturing region corresponding to a cross section of the metal part that it is desired to manufacture, this cross section being orthogonal to the manufacturing direction z.
  • the stages of bed deposition and fusion and plate movement are repeated at least once, until the part is completely constructed by superposition, in the z direction, of the different melted sections.
  • the deposition of a new layer is done after solidification of the previous layer.
  • the melting of the powder is preferably carried out along global melting directions opposite to the flow direction y.
  • the thickness of each manufactured layer is between 10 to 120 ⁇ m, depending on the quality and speed of manufacturing of the part or parts to be produced. This layer thickness also depends on the particle size of the powders.
  • the metal powder used is formed of grains with a diameter of between 10 and 70 ⁇ m.
  • the base material 14 could for example be chosen from alloy steels, non-alloy steels, in particular stainless steels, carbon steels, aluminum, aluminum alloys, nickel, nickel alloys, titanium, titanium alloys.
  • the modular robot 100 is a Cartesian robot movable along three axes parallel to the three directions x, y, z of a Cartesian reference frame.
  • the x, y directions are preferably included in a plane which is orthogonal to the z direction and which is parallel to the manufacturing region corresponding to a cross section of the part to be manufactured.
  • the third direction z is preferably vertical.
  • Said modular robot 100 comprises a measuring arm 101 on which is fixed at least one measuring probe 102 configured to measure at least one physical quantity characteristic of the gas flow.
  • a first frame 103 supports the measuring arm 101 and a first movement arm 105 is associated with the first frame 103 and extending parallel to the first direction y.
  • the robot 100 comprises first drive means 106 capable of generating a translational movement of the first chassis 103 along the first movement arm 105.
  • the robot 100 further comprises a second chassis 104 to which the first movement arm 105 is secured.
  • a second movement arm 107 associated with the second chassis 104 and extends parallel to a second direction x.
  • Second drive means 108 make it possible to generate a translational movement of the second chassis 104, and of the first movement arm 105 secured to the second chassis, along the second movement arm 107, thus allowing movement of the measuring arm 101 in the two x, y directions.
  • At least one of the first movement arm 105 and the second movement arm 107 of the modular robot 100 comprises several modules 105a, 105b, 107a, 107b physically distinct and assembled one after the other by removable assembly means 109 so that the total length of the first movement arm 105 and/or the total length of the second movement arm 107 is adjustable by removing or adding one or more modules 105a, 105b, 107a, 107b.
  • the modules 105a, 105b are assembled one after the other(s) in the first direction y.
  • the modules 107a, 107b are assembled one after the other(s) in the second direction x.
  • the total length of the first arm 105 corresponds to the sum of the individual lengths of the modules forming the first arm 105.
  • the total length of the second arm 107 corresponds to the sum of the individual lengths of the modules forming the second arm 107.
  • the length of the movement arms can be easily adapted to changes in the dimensions of the chamber and/or the flow region to be characterized.
  • a robot designed for one room can be used in another room by modifying the number and/or length of the modules forming the arm, which offers greater flexibility and speed of adaptation, whatever the dimensions of the room and the manufacturing region to be characterized.
  • each of the first 105 and second movement arm 107 of the modular robot 100 comprises several modules, which offers adaptability in the two transverse dimensions of the chamber.
  • the modular robot 100 comprises third drive means 111 of the measuring arm 101.
  • the third drive means 111 are integral with the first chassis 103 and capable of generating a translational movement of the measuring arm 101 parallel to the third z direction. It is thus possible to move the measuring probe 102 in a third dimension.
  • the modular robot 100 further comprises a third chassis 110 and a third movement arm 112 associated with the third chassis 110, the third movement arm 112 extending parallel to the second movement arm 107.
  • the first movement arm 105 is fixed to the second chassis 104 on the one hand and to the third chassis 110 on the other hand.
  • Fourth drive means 113 are configured to generate a translational movement of the third chassis 110 parallel to the third arm 112. This improves the robustness of the robot and the control of its movements.
  • the robot 100 comprises means for synchronizing the second 108 and fourth drive means 113 configured to synchronize the translational movement of the second chassis 104 and the third chassis 110.
  • the third movement arm 112 and/or the measuring arm 101 are also formed of several modules to adjust their lengths.
  • the movement arms of the robot 100 are mounted on fixing feet 114 adjustable in height, that is to say making it possible to adjust the positioning of the movement arms of the robot in the third direction z.
  • each of the first 105, second 107 and/or third 112 movement arm and/or the measuring arm 101 of the modular robot 100 comprises from two to 40 modules, preferably from 2 to 10 modules.
  • the measuring arm 101 can only be made up of one module.
  • the modules forming the first 105, second 107 and/or third 112 movement arm and/or the measuring arm 101 of the modular robot (100) have lengths of between 25 and 500 mm.
  • the modular robot 100 is a polar robot movable in translation as well as in rotation in a cylindrical coordinate system x, r, ⁇ .
  • the modular robot 100 comprises fifth drive means 115, 108 capable of generating a rotational movement of the second chassis 104 around the second arm 107 or of generating a rotation of the second arm 107 on itself.
  • the first direction corresponds to the radial direction r and the second direction x corresponds to the vertical direction.
  • the rotational movement of the first chassis 103 causes the angular positioning ⁇ to vary.
  • the robot 100 may comprise means 116 for angular adjustment of the positioning of the measuring probe 102 by pivoting on the first movement arm 105 and/or by rotation around of the first movement arm 105. This makes it possible to align the measuring probe 102 with the direction of the protective gas flow.
  • the assembly means may comprise one or more intermediate parts 120 and means 121 for securing the intermediate part 120 to a module 105a on the one hand and to another module 105b on the other hand. shows an example of parts 120 in the form of screwed clips 121 to each of the arms.
  • the removable assembly means 109 can be configured for the assembly of modules by embedding and/or by magnetic connection.
  • the assembly means 109 can also include keying devices.
  • the drive means of the modular robot 100 each comprise a motor cooperating with a drive system of the associated chassis.
  • the drive system can be rack and pinion.
  • the movement arms have a toothed surface and form racks intended to mesh with a toothed pinion which is rotated by the motor.
  • the drive system can operate by friction.
  • a pinion coated with a deformable material is rotated by the motor and cooperates by friction with the non-deformable surface of the associated movement arm.
  • the device according to the invention can use unipolar or bipolar stepper motors. We could also consider the use of direct current motors.
  • the modular robot 100 is configured to move in steps of 1 mm at most in one and/or the other direction.
  • the movements can also be carried out with smaller steps, typically going up to the step of the motor used, in particular up to 0.02 mm.
  • the measuring probe 102 can be any means capable of measuring a physical quantity representative of the homogeneity of the gas flow.
  • the measuring probe 102 is configured to measure a speed and/or a volume flow rate of the gas flow, in particular the measuring probe 102 comprises a Pitot tube or hot wire system.
  • the measuring arm 101 It is also possible to equip the measuring arm 101 with at least one additional measuring probe configured to measure a temperature and/or an oxygen content in the gas flow.
  • the measuring probe 102 itself can also be configured to measure the speed of the flow and another physical quantity such as the temperature and/or the oxygen content in the gas flow.
  • the device comprises a control-command unit and means for transmitting control signals and measurement signals between the control-command unit to the modular robot 100.
  • the control unit control comprises at least one of a microcontroller, a microprocessor, a computer.
  • the control-command unit is configured to control the movement of the modular robot 100 and to acquire the measurements carried out by the measuring probe 102.
  • the transmission means can be wired or wireless, preferably by WIFI or Bluetooth connection. , or any other wireless protocol.
  • the drive means and the control unit are electrically powered by battery, which makes the device autonomous.
  • the device we could also consider connecting the device to the electrical network, in order to carry out flow characterizations of longer duration.
  • the manufacturing region at which the gas flow is to be characterized may have, in a plane corresponding to a cross-sectional plane of the part to be manufactured, characteristic dimensions ranging from 50 mm to 800 mm.
  • the device according to the invention can adapt to these different dimensions thanks to the modularity of the movement arms.

Abstract

The invention relates to a device for the additive manufacturing of at least one part comprising a manufacturing chamber (8) which comprises, in its internal space, a manufacturing region (7), an irradiating means (9) configured to irradiate at least one portion of the manufacturing region (7) corresponding to a cross-section of the part, a gas supply system connected to the internal space of the manufacturing chamber (8) and configured to produce a gas flow for protecting the manufacturing region (7) when the manufacturing chamber (8) is supplied with gas, an adjustable robot (100) configured to characterise at least one portion of the protective gas flow, the adjustable robot (100) comprising a measurement arm (101), a first frame (103) carrying the measurement arm (101), a first movement arm (105) associated with the first frame (103) and extending parallel to a first direction (r, y), first drive means (106) for driving the first frame (103), capable of causing the first frame (103) to move in translation along the first movement arm (105), a second frame (104), a second movement arm (107) associated with the second frame and extending parallel to a second direction (x), second drive means (108) for driving the second frame (104) capable of causing the second frame (104) and the first movement arm (105) to move in translation along the second movement arm (107). According to the invention, at least one of the first movement arm (105) and the second movement arm (107) of the adjustable robot (100) comprises a plurality of modules (105a, 105b, 107a, 107b) that are physically separate and joined to one another by removable joining means (109) such that the total length of the first movement arm (105) and/or the total length of the second movement arm (107) is adjustable by removing or adding one or more modules (105a, 105b, 107a, 107b).

Description

Dispositif de fabrication additive comprenant un robot de caractérisation des écoulements gazeux de protectionAdditive manufacturing device comprising a robot for characterizing protective gas flows
La présente invention concerne un dispositif de fabrication additive comprenant un robot dédié au contrôle des écoulements gazeux de protection générés dans une enceinte de fabrication dudit dispositif de fabrication. The present invention relates to an additive manufacturing device comprising a robot dedicated to controlling protective gas flows generated in a manufacturing enclosure of said manufacturing device.
En particulier, l’invention trouve application dans un dispositif de fabrication additive destiné à la mise en œuvre d’un procédé de fabrication additive par fusion laser sur lit de poudre métallique.In particular, the invention finds application in an additive manufacturing device intended for the implementation of an additive manufacturing process by laser fusion on a bed of metal powder.
La fabrication additive regroupe les procédés permettant de fabriquer des pièces en trois dimensions par ajout successif de couches de matière, à partir d’un modèle numérique, sans recourir à de l’outillage. Le terme « additive » est utilisé par opposition aux principes des méthodes traditionnelles, comme l’usinage, qui reposent sur un enlèvement de la matière.Additive manufacturing brings together processes that make it possible to manufacture three-dimensional parts by successively adding layers of material, from a digital model, without using tooling. The term “additive” is used in opposition to the principles of traditional methods, such as machining, which are based on material removal.
Les méthodes de fabrication additive, également appelées méthodes d'impression 3D, comme en particulier la fusion laser sélective, le frittage laser sélectif, la stéréolithographie et similaires, sont comprises comme des méthodes dans lesquelles un composant tridimensionnel est produit à partir de matériaux de base au moyen de processus chimiques et/ou physiques. Le matériau de base est généralement rendu liquide ou fondu au moins par régions, afin de durcir en vue de former la pièce fabriquer. Additive manufacturing methods, also called 3D printing methods, such as in particular selective laser melting, selective laser sintering, stereolithography and the like, are understood as methods in which a three-dimensional component is produced from base materials by means of chemical and/or physical processes. The base material is generally made liquid or melted at least in regions, in order to harden in order to form the part to be manufactured.
En particulier, on connaît des procédés mettant en œuvre un faisceau laser et un matériau de base sous forme de poudre, le matériau étant fondu localement, et couche par couche, grâce à un balayage sélectif du lit de poudre par le laser, suivant un modèle numérique prédéfini. On parle aussi de fusion laser sur lit de poudre. Les procédés par fusion entraînent un échauffement du matériau de base à une température supérieure à la température de fusion. Lors de l’interaction entre le faisceau laser et le lit de poudre, il se forme dans la région fondue par le faisceau une colonne de vapeur métallique appelée capillaire, ou « keyhole » en anglais, telle qu’on la rencontre dans des procédés de soudage laser. Du fait de la détente de la vapeur métallique vers l’extérieur du capillaire, il se produit des fumées et des projections métalliques qui sont arrachées du lit de poudre et du bain de métal fondu. In particular, methods are known using a laser beam and a base material in powder form, the material being melted locally, and layer by layer, thanks to selective scanning of the powder bed by the laser, following a model predefined digital number. We also talk about laser powder bed fusion. Melting processes result in heating of the base material to a temperature above the melting temperature. During the interaction between the laser beam and the powder bed, a column of metallic vapor called a capillary, or “keyhole” in English, is formed in the region melted by the beam, such as is encountered in laser processes. laser welding. Due to the expansion of the metal vapor towards the outside of the capillary, fumes and metallic projections are produced which are torn from the powder bed and the molten metal bath.
Or, les projections métalliques contiennent des oxydes et la fusion d’oxydes lors de la fabrication des pièces par fabrication additive peut générer des défauts de fabrications au sein de la pièce tels que des défauts visuels, métallurgiques, de compacité et/ou de porosités. However, metal projections contain oxides and the fusion of oxides during the manufacture of parts by additive manufacturing can generate manufacturing defects within the part such as visual, metallurgical, compactness and/or porosity defects.
Afin de contrôler les propriétés et la qualité des pièces fabriquées, il est connu d’opérer des procédés de fabrication additive dans des chambres de fabrication additive. Ces chambres sont des enceintes fermées dans lesquelles l’atmosphère gazeuse est contrôlée. Les chambres de fabrication sont munis d’un système d’alimentation en gaz de protection relié au volume interne de chambre de fabrication afin d’y produire un écoulement gazeux visant à protéger la région de fabrication de l’oxydation, des fumées et des retombées de projections.In order to control the properties and quality of the manufactured parts, it is known to operate additive manufacturing processes in additive manufacturing chambers. These chambers are closed enclosures in which the gaseous atmosphere is controlled. The manufacturing chambers are equipped with a protective gas supply system connected to the internal volume of the manufacturing chamber in order to produce a gas flow aimed at protecting the manufacturing region from oxidation, fumes and fallout. projections.
L'homogénéité de l’écoulement gazeux au sein des chambres de fabrication additive permet d’assurer la qualité des pièces produites, notamment pour des alliages dégageant d’importantes fumées ou pour les productions de pièces de grande taille, nécessitant des temps de production de plusieurs heures voire plusieurs jours. The homogeneity of the gas flow within the additive manufacturing chambers ensures the quality of the parts produced, particularly for alloys emitting significant smoke or for the production of large parts, requiring production times of several hours or even several days.
Il est toutefois connu que les écoulements gazeux générés dans les chambres de fabrication additive ne sont pas ou peu homogènes, et les informations relatives à l’inhomogénéité des écoulements gazeux de protection ne sont en général pas disponibles.However, it is known that the gas flows generated in additive manufacturing chambers are not or only slightly homogeneous, and information relating to the inhomogeneity of the protective gas flows is generally not available.
Or, le manque d’homogénéité de la nappe de gaz de protection peut provoquer une diminution d’efficacité d’évacuation des fumées et des projections au niveau de la zone d’interaction. Ces phénomènes ont été décrits dans plusieurs publications dont l’article intitule “Influence of the shielding gas flow on the removal of process by-products in the selective laser melting process”, de A. Ladewig et al. (Additive Manufacturing, Vol. 10, 2016, pp. 1-9) et l’article intitule “Gas flow effects on selective laser melting (SLM) manufacturing performance”, de B. Ferrar et al. (Journal of Materials Processing Technology vol. 212, 2012, pp. 355-364).However, the lack of homogeneity of the shielding gas layer can cause a reduction in the efficiency of smoke evacuation and projections at the level of the interaction zone. These phenomena have been described in several publications including the article entitled “Influence of the shielding gas flow on the removal of process by-products in the selective laser melting process”, by A. Ladewig et al. (Additive Manufacturing, Vol. 10, 2016, pp. 1-9) and the article entitled “Gas flow effects on selective laser melting (SLM) manufacturing performance”, by B. Ferrar et al. (Journal of Materials Processing Technology vol. 212, 2012, pp. 355-364).
Il existe des systèmes permettant de cartographier des écoulements gazeux produits dans des chambres de fabrication additive. Ces systèmes sont généralement équipés d’une sonde permettant de mesurer la vitesse des écoulements. En général, ces systèmes comportent une sonde supportée par un robot apte à se déplacer au sein de l’écoulement produit au-dessus de la région de fabrication. There are systems for mapping gas flows produced in additive manufacturing chambers. These systems are generally equipped with a probe to measure the flow speed. In general, these systems include a probe supported by a robot capable of moving within the flow produced above the manufacturing region.
Toutefois, ces robots sont construits en fonction des dimensions de la chambre et de la région de fabrication et ne sont pas modulables. Ces dimensions varient d’un fabricant de machines de fabrication additive à un autre et varient également selon les applications visées par les utilisateurs et les dimensions des pièces à produire. La caractérisation des écoulements gazeux impose ainsi de construire un robot de mesure dédié à chaque configuration de chambre existante, ce qui complexifie l’installation du système de caractérisation.However, these robots are built according to the dimensions of the room and the manufacturing region and are not modular. These dimensions vary from one additive manufacturing machine manufacturer to another and also vary depending on the applications targeted by users and the dimensions of the parts to be produced. The characterization of gas flows thus requires building a measuring robot dedicated to each existing chamber configuration, which complicates the installation of the characterization system.
Par ailleurs, les possibilités de déplacement dans le volume de la chambre de fabrication additive peuvent se trouver limitées, entraînant une cartographie incomplète ou peu précise des écoulements gazeux.Furthermore, the possibilities of movement in the volume of the additive manufacturing chamber may be limited, leading to incomplete or imprecise mapping of gas flows.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients décrits ci-dessus, en particulier de proposer un dispositif de fabrication additive muni d’un robot de caractérisation des écoulements gazeux de protection et dans lequel le robot est facilement adaptable aux dimensions de la chambre de fabrication.The present invention aims to remedy the drawbacks described above, in particular to propose an additive manufacturing device provided with a robot for characterizing protective gas flows and in which the robot is easily adaptable to the dimensions of the chamber. manufacturing.
Une solution selon la présente invention est alors un dispositif de fabrication additive d’au moins une pièce comprenant :
  • une chambre de fabrication comprenant dans son volume interne une région de fabrication,
  • un moyen d’irradiation configuré pour irradier au moins une partie de la région de fabrication correspondant à une section transversale de ladite pièce,
  • un système d’alimentation en gaz relié au volume interne de chambre de fabrication et configuré pour produire un écoulement gazeux de protection de la région de fabrication lorsque la chambre de fabrication est alimentée en gaz,
  • un robot modulable configuré pour caractériser au moins une portion de l’écoulement gazeux de protection, ledit robot modulable comprenant :
    • un bras de mesure comprenant au moins une sonde de mesure configurée pour mesurer au moins une grandeur physique caractéristique de l’écoulement gazeux,
    • un premier châssis supportant le bras de mesure,
    • un premier bras de déplacement associé au premier châssis et s’étendant parallèlement à une première direction,
    • des premiers moyens d'entraînement du premier châssis aptes à générer un déplacement en translation du premier châssis le long du premier bras de déplacement,
    • un deuxième châssis auquel le premier bras de déplacement est rendu solidaire,
    • un deuxième bras de déplacement associé au deuxième châssis et s’étendant parallèlement à une deuxième direction,
    • des deuxièmes moyens d’entrainement du deuxième châssis aptes à générer un déplacement en translation du deuxième châssis et du premier bras de déplacement le long du deuxième bras de déplacement, caractérisé en ce qu’au moins l’un du premier bras de déplacement et du deuxième bras de déplacement du robot modulable comprend plusieurs modules physiquement distincts et assemblés entre eux par des moyens d’assemblage amovibles de sorte que la longueur totale du premier bras de déplacement et/ou la longueur totale du deuxième bras de déplacement est ajustable par retrait ou ajout d’un ou plusieurs modules.
A solution according to the present invention is then an additive manufacturing device for at least one part comprising:
  • a manufacturing chamber comprising in its internal volume a manufacturing region,
  • an irradiation means configured to irradiate at least part of the manufacturing region corresponding to a cross section of said part,
  • a gas supply system connected to the internal volume of the manufacturing chamber and configured to produce a gas flow to protect the manufacturing region when the manufacturing chamber is supplied with gas,
  • a modular robot configured to characterize at least a portion of the protective gas flow, said modular robot comprising:
    • a measuring arm comprising at least one measuring probe configured to measure at least one physical quantity characteristic of the gas flow,
    • a first frame supporting the measuring arm,
    • a first movement arm associated with the first chassis and extending parallel to a first direction,
    • first drive means of the first chassis capable of generating a translational movement of the first chassis along the first movement arm,
    • a second chassis to which the first movement arm is secured,
    • a second movement arm associated with the second chassis and extending parallel to a second direction,
    • second means for driving the second chassis capable of generating a translational movement of the second chassis and the first movement arm along the second movement arm, characterized in that at least one of the first movement arm and the second movement arm of the modular robot comprises several physically distinct modules and assembled together by removable assembly means so that the total length of the first movement arm and/or the total length of the second movement arm is adjustable by removal or adding one or more modules.
Selon le cas, l’invention peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques énoncées ci-dessous.
  • la première direction est orthogonale à la deuxième direction.
  • le robot modulable comprend des troisièmes moyens d’entraînement du bras de mesure solidaires du premier châssis, les troisièmes moyens d’entraînement étant aptes à générer un déplacement en translation du bras de mesure parallèlement à une troisième direction orthogonale à la première direction.
  • le robot modulable comprend en outre un troisième châssis et un troisième bras de déplacement associé au troisième châssis, le troisième bras de déplacement s’étendant parallèlement au deuxième bras de déplacement, le premier bras de déplacement étant solidaire du troisième châssis, le robot modulable comprenant des quatrièmes moyens d’entraînement du troisième châssis (110) aptes à générer un déplacement en translation du troisième châssis le long du troisième bras de déplacement et des moyens de synchronisation des deuxièmes et quatrièmes moyens d’entraînement configurés pour synchroniser le déplacement en translation du deuxième châssis et du troisième châssis.
  • le robot modulable comprend des cinquièmes moyens d’entraînement aptes à générer un déplacement en rotation du deuxième châssis autour du deuxième bras ou à générer une rotation du deuxième bras sur lui-même.
  • le robot comprend des moyens d’ajustement angulaire configurés pour ajuster le positionnement de la sonde de mesure par pivotement sur le premier bras de déplacement et/ou par rotation autour du premier bras de déplacement.
  • les moyens d’assemblage amovibles d’un module à un autre comprennent au moins une pièce intermédiaire et des moyens de solidarisation de ladite pièce intermédiaire à un module d’une part et à l’autre module d’autre part.
  • les moyens d’assemblage amovibles sont configurés pour l’assemblage d’un module à un autre par encastrement et/ou par liaison magnétique.
  • chacun des premier, deuxième et/ou troisième bras de déplacement et/ou le bras de mesure du robot modulable comprend de 2 à 40 modules, de préférence de 2 à 10 modules.
  • les modules formant les premiers, deuxième et/ou troisième bras de déplacement et/ou le bras de mesure du robot modulable présentent des longueurs comprises entre 25 et 500 mm.
  • chacun des premiers, deuxièmes, troisièmes, quatrièmes et/ou cinquièmes moyens d’entraînement comprend un moteur coopérant avec un système d’entraînement à pignon et crémaillère, le ou les bras de déplacement ayant une surface dentée destinée à s’engrener avec un pignon denté, ou un système d’entraînement par friction comprenant un pignon revêtu d’un matériau déformable coopérant par friction avec le ou les bras de déplacement.
  • la sonde de mesure est configurée pour mesurer une vitesse et/ou un débit volumique de l’écoulement gazeux, en particulier la sonde de mesure comprend un tube de Pitot ou un système à fil chaud.
  • le bras de mesure comprend au moins une sonde de mesure additionnelle configurée pour mesurer une température et/ou une teneur en oxygène dans l’écoulement gazeux ou la sonde de mesure est configurée pour mesurer une température et/ou une teneur en oxygène dans l’écoulement gazeux.
  • Le dispositif configuré pour la fabrication additive par fusion laser sur lit de poudre, le dispositif comprenant :
    • un plateau de fabrication configuré pour recevoir le matériau de base sous la forme d’une couche de poudre métallique. a direction de fabrication z suivant laquelle les couches de matériau de base sont déposées et fondues successivement.
    • des moyens d’étalement de ladite couche de façon à former un lit de poudre s’étendant dans un plan orthogonal à une direction de fabrication,
    • au moins une source laser configurée pour irradier et opérer une fusion sélective du lit de poudre dans la région de fabrication correspondant à une section transversale de la pièce métallique,
    • des moyens de déplacement du plateau de fabrication parallèlement à la direction de fabrication.
Depending on the case, the invention may include one or more of the characteristics set out below.
  • the first direction is orthogonal to the second direction.
  • the modular robot comprises third means for driving the measuring arm integral with the first chassis, the third driving means being capable of generating a translational movement of the measuring arm parallel to a third direction orthogonal to the first direction.
  • the modular robot further comprises a third chassis and a third movement arm associated with the third chassis, the third movement arm extending parallel to the second movement arm, the first movement arm being integral with the third chassis, the modular robot comprising fourth drive means of the third chassis (110) capable of generating a translational movement of the third chassis along the third movement arm and synchronization means of the second and fourth drive means configured to synchronize the translational movement of the second chassis and the third chassis.
  • the modular robot comprises fifth drive means capable of generating a rotational movement of the second chassis around the second arm or of generating a rotation of the second arm on itself.
  • the robot comprises angular adjustment means configured to adjust the positioning of the measuring probe by pivoting on the first movement arm and/or by rotation around the first movement arm.
  • the removable assembly means from one module to another comprise at least one intermediate part and means for securing said intermediate part to one module on the one hand and to the other module on the other hand.
  • the removable assembly means are configured for the assembly of one module to another by embedding and/or by magnetic connection.
  • each of the first, second and/or third movement arm and/or the measuring arm of the modular robot comprises from 2 to 40 modules, preferably from 2 to 10 modules.
  • the modules forming the first, second and/or third movement arms and/or the measuring arm of the modular robot have lengths of between 25 and 500 mm.
  • each of the first, second, third, fourth and/or fifth drive means comprises a motor cooperating with a rack and pinion drive system, the movement arm(s) having a toothed surface intended to mesh with a pinion toothed, or a friction drive system comprising a pinion coated with a deformable material cooperating by friction with the movement arm(s).
  • the measuring probe is configured to measure a speed and/or a volume flow rate of the gas flow, in particular the measuring probe comprises a Pitot tube or a hot wire system.
  • the measuring arm comprises at least one additional measuring probe configured to measure a temperature and/or an oxygen content in the gas flow or the measuring probe is configured to measure a temperature and/or an oxygen content in the gas flow.
  • The device configured for additive manufacturing by laser fusion on a powder bed, the device comprising:
    • a build tray configured to receive the base material in the form of a layer of metal powder. a manufacturing direction z according to which the layers of base material are deposited and melted successively.
    • means for spreading said layer so as to form a powder bed extending in a plane orthogonal to a manufacturing direction,
    • at least one laser source configured to irradiate and selectively melt the powder bed in the manufacturing region corresponding to a cross section of the metal part,
    • means for moving the manufacturing plate parallel to the manufacturing direction.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé de caractérisation d’un écoulement produit dans un dispositif tel que défini ci-dessus, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
  1. détermination d’au moins une dimension de la région de fabrication,
  2. sélection de modules parmi un ensemble de modules donné pour former au moins l’un du premier bras de déplacement et du deuxième bras de déplacement du robot modulable de façon à ajuster la longueur totale du premier bras de déplacement et/ou la longueur totale du deuxième bras de déplacement en fonction de la dimension déterminée à l’étape a),
  3. positionnement du robot dans la chambre de fabrication de sorte que la sonde de mesure occupe une première position,
  4. alimentation de la chambre de fabrication en gaz de façon à produire un écoulement gazeux de protection de la région de fabrication,
  5. acquisition d’une première mesure d’au moins une grandeur physique représentative de l’écoulement au moyen de la sonde de mesure,
  6. déplacement en translation du premier châssis le long du premier bras de déplacement et/ou du deuxième châssis le long du deuxième bras de déplacement de sorte que la sonde de mesure occupe une deuxième position,
  7. acquisition d’une deuxième mesure d’au moins une grandeur physique au moyen de la sonde de mesure.
According to another aspect, the invention relates to a method for characterizing a flow produced in a device as defined above, said method comprising the following steps:
  1. determination of at least one dimension of the manufacturing region,
  2. selection of modules from a given set of modules to form at least one of the first movement arm and the second movement arm of the modular robot so as to adjust the total length of the first movement arm and/or the total length of the second displacement arm according to the dimension determined in step a),
  3. positioning the robot in the manufacturing chamber so that the measuring probe occupies a first position,
  4. supplying the manufacturing chamber with gas so as to produce a gas flow to protect the manufacturing region,
  5. acquisition of a first measurement of at least one physical quantity representative of the flow by means of the measuring probe,
  6. translational movement of the first chassis along the first movement arm and/or of the second chassis along the second movement arm so that the measuring probe occupies a second position,
  7. acquisition of a second measurement of at least one physical quantity by means of the measuring probe.
L’invention va maintenant être mieux décrite grâce à la figure unique ci-annexée, fournie à titre illustratif et non limitatif.The invention will now be better described using the single figure attached, provided for illustrative and non-limiting purposes.
schématise une installation pour la mise en œuvre d’un procédé de fabrication additive selon un mode de réalisation de l’invention. schematizes an installation for implementing an additive manufacturing process according to one embodiment of the invention.
montre une vue tridimensionnelle d’un robot modulable selon un mode de réalisation de l’invention. shows a three-dimensional view of a modular robot according to one embodiment of the invention.
montre une vue de dessus du robot selon . shows a top view of the robot according to .
montre une vue tridimensionnelle d’un robot modulable selon un autre mode de réalisation de l’invention. shows a three-dimensional view of a modular robot according to another embodiment of the invention.
montre des moyens d’assemblage de modules de bras de déplacement selon un mode de réalisation de l’invention. shows means for assembling movement arm modules according to one embodiment of the invention.
montre des moyens d’assemblage de modules de bras de déplacement selon d’autres modes de réalisation de l’invention. shows means for assembling movement arm modules according to other embodiments of the invention.
Un exemple de mise en œuvre d’un procédé de fabrication additive dans une chambre de fabrication est visible sur . L’invention s’applique en particulier à la fusion laser sur lit de poudre. Dans ce cas le moyen d’irradiation du matériau de base est une source laser. On pourra aussi envisager d’utiliser un faisceau d’électrons comme moyen d’irradiation.An example of implementing an additive manufacturing process in a manufacturing chamber can be seen on . The invention applies in particular to laser fusion on a powder bed. In this case the means of irradiation of the base material is a laser source. We could also consider using an electron beam as a means of irradiation.
En fonctionnement, la fusion d’un lit de poudre 14, formant le matériau de base, est réalisée par balayage d’un faisceau laser 9 obtenu à l’aide d’une tête 11 ou scanner, comprenant par exemple un miroir de renvoi orientable. La tête 11 est pilotée par une commande numérique qui oriente le faisceau laser vers les zones à fondre du lit de poudre 14. Le faisceau laser 9 peut être généré par au moins une source laser choisie parmi un laser CO2, un laser à fibres ou à disques, un laser à diodes.In operation, the fusion of a bed of powder 14, forming the base material, is carried out by scanning a laser beam 9 obtained using a head 11 or scanner, comprising for example an orientable deflection mirror . The head 11 is controlled by a digital control which directs the laser beam towards the zones to be melted of the powder bed 14. The laser beam 9 can be generated by at least one laser source chosen from a CO 2 laser, a fiber laser or discs, a diode laser.
Le dispositif selon l’invention comprend une enceinte appelée chambre de fabrication 8. La chambre 8 est destinée à contenir une atmosphère gazeuse qui peut être formée d’un gaz de protection inerte tel que l’argon ou l’azote. Le gaz de protection est distribué dans la chambre par un système d’alimentation en gaz comprenant une ou plusieurs entrées de gaz. De préférence, au moins une entrée de gaz 13 distribue le gaz de protection au-dessus du lit de poudre 14, de préférence dans un plan sensiblement orthogonal à la direction de fabrication z suivant laquelle les couches de matériau de base sont déposées et fondues successivement. De préférence, l’écoulement gazeux s’écoule suivant une direction d’écoulement x orthogonale à la direction z. The device according to the invention comprises an enclosure called manufacturing chamber 8. Chamber 8 is intended to contain a gaseous atmosphere which can be formed of an inert protective gas such as argon or nitrogen. The shielding gas is distributed into the chamber by a gas supply system comprising one or more gas inlets. Preferably, at least one gas inlet 13 distributes the shielding gas above the powder bed 14, preferably in a plane substantially orthogonal to the manufacturing direction z along which the layers of base material are deposited and melted successively . Preferably, the gas flow flows in a flow direction x orthogonal to the direction z.
Le gaz de protection comprend de préférence au moins un composant inerte choisi parmi l’argon, l’hélium, l’azote. Le gaz de protection pourra éventuellement contenir des composants additionnels, par exemple du dioxyde de carbone.The shielding gas preferably comprises at least one inert component chosen from argon, helium and nitrogen. The shielding gas may possibly contain additional components, for example carbon dioxide.
Avantageusement, la chambre est équipée d’un système d’aspiration des fumées et des projections. Ce système est agencé de préférence sur un côté de la chambre situé à l’opposé de l’entrée de gaz 13. La direction d’écoulement x est orientée du premier orifice 13 vers au moins un orifice d’aspiration du système d’aspiration. Advantageously, the chamber is equipped with a smoke and splash suction system. This system is preferably arranged on one side of the chamber located opposite the gas inlet 13. The flow direction x is oriented from the first orifice 13 towards at least one suction orifice of the suction system .
De préférence, un orifice 12 distribue le gaz de protection en-dessous du hublot de protection 10 de manière à éviter l’encrassement de celui-ci par les fumées issues du processus de fusion des couches. Preferably, an orifice 12 distributes the protective gas below the protective window 10 so as to avoid clogging of the latter by the fumes resulting from the layer fusion process.
De préférence, la fabrication de la pièce débute après une étape de purge de la chambre de fabrication permettant d’obtenir une atmosphère gazeuse dont la teneur en oxygène est inférieure à 0,1% en volume. La chambre de fabrication comprend des capteurs, par exemple de type électrochimique ou zircone, configurés pour mesurer la teneur en oxygène dans la chambre de fabrication et ainsi autoriser ou stopper la fabrication.Preferably, the manufacturing of the part begins after a step of purging the manufacturing chamber to obtain a gaseous atmosphere whose oxygen content is less than 0.1% by volume. The manufacturing chamber includes sensors, for example of the electrochemical or zirconia type, configured to measure the oxygen content in the manufacturing chamber and thus authorize or stop manufacturing.
Pendant la fabrication de la pièce, le lit de poudre 14 est étalé par un racleur 2 sur un plateau de fabrication 4. La poudre est alimentée par un bac 1 qui remonte grâce à un piston 3. Le surplus de poudre tombe dans le réservoir 6. During the manufacture of the part, the bed of powder 14 is spread by a scraper 2 on a manufacturing plate 4. The powder is fed by a tray 1 which rises thanks to a piston 3. The excess powder falls into the reservoir 6 .
Après chaque fabrication de couche, le plateau de fabrication 4 descend, dans une direction opposée à la direction de fabrication z, d’une hauteur correspond à la hauteur de la nouvelle couche de poudre déposée sur la couche précédente. Après le dépôt de chaque couche, un balayage sélectif du lit de poudre est opéré avec le faisceau laser, suivant le modèle numérique déterminant la forme tridimensionnelle de la pièce. La couche de poudre métallique est fondue sélectivement dans une région de fabrication prédéfinie correspondant à une section transversale de la pièce métallique que l’on souhaite fabriquer, cette section transversale étant orthogonale à la direction de fabrication z. Les étapes de dépôt et de fusion de lit et déplacement de plateau sont réitérées au moins une fois, jusqu’à la construction complète de la pièce par superposition, suivant la direction z, des différentes sections fondues. Notons que de préférence, le dépôt d’une nouvelle couche se fait après solidification de la couche précédente. A noter que la fusion de la poudre s’effectue de préférence suivant des directions globales de fusion opposées à la direction d’écoulement y.After each layer manufacturing, the manufacturing plate 4 descends, in a direction opposite to the manufacturing direction z, by a height corresponding to the height of the new layer of powder deposited on the previous layer. After the deposition of each layer, a selective scanning of the powder bed is carried out with the laser beam, following the digital model determining the three-dimensional shape of the part. The layer of metal powder is selectively melted in a predefined manufacturing region corresponding to a cross section of the metal part that it is desired to manufacture, this cross section being orthogonal to the manufacturing direction z. The stages of bed deposition and fusion and plate movement are repeated at least once, until the part is completely constructed by superposition, in the z direction, of the different melted sections. Note that preferably, the deposition of a new layer is done after solidification of the previous layer. Note that the melting of the powder is preferably carried out along global melting directions opposite to the flow direction y.
Sur le plateau de fabrication 4, une quantité de poudre non fondue 5 subsiste autour de la pièce 7 en cours de fabrication. De manière générale, l'épaisseur de chaque couche fabriquée est comprise entre 10 à 120 µm, suivant la qualité et la rapidité de fabrication de la pièce ou des pièces à réaliser. Cette épaisseur de couche dépend également de la granulométrie des poudres. De préférence, la poudre métallique utilisée est formée de grains d’un diamètre compris entre 10 et 70 µm. On the manufacturing plate 4, a quantity of unmelted powder 5 remains around the part 7 being manufactured. Generally speaking, the thickness of each manufactured layer is between 10 to 120 µm, depending on the quality and speed of manufacturing of the part or parts to be produced. This layer thickness also depends on the particle size of the powders. Preferably, the metal powder used is formed of grains with a diameter of between 10 and 70 µm.
Le matériau de base 14 pourra par exemple être choisi parmi les aciers alliés, les aciers non alliés, en particulier les aciers inoxydables, les aciers au carbone, l’aluminium, les alliages d’aluminium, le nickel, les alliages de nickel, le titane, les alliages de titane. The base material 14 could for example be chosen from alloy steels, non-alloy steels, in particular stainless steels, carbon steels, aluminum, aluminum alloys, nickel, nickel alloys, titanium, titanium alloys.
illustre un mode de réalisation particulier d’un robot modulable 100 configuré pour caractériser au moins une portion d’un écoulement gazeux de protection généré dans une chambre de fabrication 8. est une vue de dessus de ce robot. Dans ce mode de réalisation, le robot modulable 100 est un robot cartésien déplaçable selon trois axes parallèles aux trois directions x, y, z d’un repère cartésien. En fonctionnement, les directions x, y sont de préférence comprises dans un plan qui est orthogonal à la direction z et qui est parallèle à la région de fabrication correspondant à une section transversale de la pièce à fabriquer. La troisième direction z est de préférence verticale. illustrates a particular embodiment of a modular robot 100 configured to characterize at least a portion of a protective gas flow generated in a manufacturing chamber 8. is a top view of this robot. In this embodiment, the modular robot 100 is a Cartesian robot movable along three axes parallel to the three directions x, y, z of a Cartesian reference frame. In operation, the x, y directions are preferably included in a plane which is orthogonal to the z direction and which is parallel to the manufacturing region corresponding to a cross section of the part to be manufactured. The third direction z is preferably vertical.
Ledit robot modulable 100 comprend un bras de mesure 101 sur lequel est fixé au moins une sonde de mesure 102 configurée pour mesurer au moins une grandeur physique caractéristique de l’écoulement gazeux. Un premier châssis 103 supporte le bras de mesure 101 et un premier bras de déplacement 105 est associé au premier châssis 103 et s’étendant parallèlement à la première direction y. Le robot 100 comprend des premiers moyens d'entraînement 106 aptes à générer un déplacement en translation du premier châssis 103 le long du premier bras de déplacement 105.Said modular robot 100 comprises a measuring arm 101 on which is fixed at least one measuring probe 102 configured to measure at least one physical quantity characteristic of the gas flow. A first frame 103 supports the measuring arm 101 and a first movement arm 105 is associated with the first frame 103 and extending parallel to the first direction y. The robot 100 comprises first drive means 106 capable of generating a translational movement of the first chassis 103 along the first movement arm 105.
Le robot 100 comprend en outre un deuxième châssis 104 auquel le premier bras de déplacement 105 est rendu solidaire. Un deuxième bras de déplacement 107 associé au deuxième châssis 104 et s’étend parallèlement à une deuxième direction x. Des deuxièmes moyens d’entrainement 108 permettent de générer un déplacement en translation du deuxième châssis 104, et du premier bras de déplacement 105 solidaire du deuxième châssis, le long du deuxième bras de déplacement 107, permettant ainsi un déplacement du bras de mesure 101 dans les deux directions x, y.The robot 100 further comprises a second chassis 104 to which the first movement arm 105 is secured. A second movement arm 107 associated with the second chassis 104 and extends parallel to a second direction x. Second drive means 108 make it possible to generate a translational movement of the second chassis 104, and of the first movement arm 105 secured to the second chassis, along the second movement arm 107, thus allowing movement of the measuring arm 101 in the two x, y directions.
Selon l’invention, au moins l’un du premier bras de déplacement 105 et du deuxième bras de déplacement 107 du robot modulable 100 comprend plusieurs modules 105a, 105b, 107a, 107b physiquement distincts et assemblés les uns à la suite des autres par des moyens d’assemblage amovibles 109 de sorte que la longueur totale du premier bras de déplacement 105 et/ou la longueur totale du deuxième bras de déplacement 107 est ajustable par retrait ou ajout d’un ou plusieurs modules 105a, 105b, 107a, 107b. Pour le premier bras de déplacement 105, les modules 105a, 105b sont assemblés l’un à la suite du ou des autres suivant la première direction y. Pour le deuxième bras de déplacement 107, les modules 107a, 107b sont assemblés l’un à la suite du ou des autres suivant la deuxième direction x. La longueur totale du premier bras 105, mesurée dans la première direction y, correspond à la somme des longueurs individuelles des modules formant le premier bras 105. La longueur totale du deuxième bras 107, mesurée dans la deuxième direction x, correspond à la somme des longueurs individuelles des modules formant le deuxième bras 107.According to the invention, at least one of the first movement arm 105 and the second movement arm 107 of the modular robot 100 comprises several modules 105a, 105b, 107a, 107b physically distinct and assembled one after the other by removable assembly means 109 so that the total length of the first movement arm 105 and/or the total length of the second movement arm 107 is adjustable by removing or adding one or more modules 105a, 105b, 107a, 107b. For the first movement arm 105, the modules 105a, 105b are assembled one after the other(s) in the first direction y. For the second movement arm 107, the modules 107a, 107b are assembled one after the other(s) in the second direction x. The total length of the first arm 105, measured in the first direction y, corresponds to the sum of the individual lengths of the modules forming the first arm 105. The total length of the second arm 107, measured in the second direction x, corresponds to the sum of the individual lengths of the modules forming the second arm 107.
Ainsi, la longueur des bras de déplacement peut être facilement adaptée à des changements de dimensions de la chambre et/ou de la région d’écoulement à caractériser. Un robot conçu pour une chambre peut être utilisé dans une autre chambre en modifiant le nombre et/ou la longueur des modules formant le bras, ce qui offre une plus grande flexibilité et une rapidité d’adaptation, quelles que soient les dimensions de la chambre et de la région de fabrication à caractériser. Thus, the length of the movement arms can be easily adapted to changes in the dimensions of the chamber and/or the flow region to be characterized. A robot designed for one room can be used in another room by modifying the number and/or length of the modules forming the arm, which offers greater flexibility and speed of adaptation, whatever the dimensions of the room and the manufacturing region to be characterized.
De préférence, chacun des premier 105 et deuxième bras de déplacement 107 du robot modulable 100 comprend plusieurs modules, ce qui offre une adaptabilité dans les deux dimensions transversales de la chambre.Preferably, each of the first 105 and second movement arm 107 of the modular robot 100 comprises several modules, which offers adaptability in the two transverse dimensions of the chamber.
Avantageusement, le robot modulable 100 comprend des troisièmes moyens d’entraînement 111 du bras de mesure 101. Les troisièmes moyens d’entraînement 111 sont solidaires du premier châssis 103 et aptes à générer un déplacement en translation du bras de mesure 101 parallèlement à la troisième direction z. On peut ainsi opérer un déplacement de la sonde de mesure 102 dans une troisième dimension.Advantageously, the modular robot 100 comprises third drive means 111 of the measuring arm 101. The third drive means 111 are integral with the first chassis 103 and capable of generating a translational movement of the measuring arm 101 parallel to the third z direction. It is thus possible to move the measuring probe 102 in a third dimension.
De préférence, le robot modulable 100 comprend en outre un troisième châssis 110 et un troisième bras de déplacement 112 associé au troisième châssis 110, le troisième bras de déplacement 112 s’étendant parallèlement au deuxième bras de déplacement 107. Le premier bras de déplacement 105 est fixé au deuxième châssis 104 d’une part et au troisième châssis 110 d’autre part. Des quatrièmes moyens d’entraînement 113 sont configurés pour générer un déplacement en translation du troisième châssis 110 parallèlement au troisième bras 112. Cela améliore la robustesse du robot et le contrôle de ses déplacements. De préférence, le robot 100 comprend des moyens de synchronisation des deuxièmes 108 et quatrièmes moyens d’entraînement 113 configurés pour synchroniser le déplacement en translation du deuxième châssis 104 et du troisième châssis 110.Preferably, the modular robot 100 further comprises a third chassis 110 and a third movement arm 112 associated with the third chassis 110, the third movement arm 112 extending parallel to the second movement arm 107. The first movement arm 105 is fixed to the second chassis 104 on the one hand and to the third chassis 110 on the other hand. Fourth drive means 113 are configured to generate a translational movement of the third chassis 110 parallel to the third arm 112. This improves the robustness of the robot and the control of its movements. Preferably, the robot 100 comprises means for synchronizing the second 108 and fourth drive means 113 configured to synchronize the translational movement of the second chassis 104 and the third chassis 110.
Notons que de préférence, le troisième bras de déplacement 112 et/ou le bras de mesure 101 sont aussi formés de plusieurs modules pour ajuster leurs longueurs.Note that preferably, the third movement arm 112 and/or the measuring arm 101 are also formed of several modules to adjust their lengths.
Selon une possibilité, les bras de déplacement du robot 100 sont montés sur des pieds de fixation 114 réglables en hauteur, c’est-à-dire permettant de régler le positionnement des bras de déplacement du robot suivant la troisième direction z.According to one possibility, the movement arms of the robot 100 are mounted on fixing feet 114 adjustable in height, that is to say making it possible to adjust the positioning of the movement arms of the robot in the third direction z.
En particulier, chacun des premier 105, deuxième 107 et/ou troisième 112 bras de déplacement et/ou le bras de mesure 101 du robot modulable 100 comprend de deux à 40 modules, de préférence de 2 à 10 modules. A noter que le bras de mesure 101 peut n’être formé que d’un module. In particular, each of the first 105, second 107 and/or third 112 movement arm and/or the measuring arm 101 of the modular robot 100 comprises from two to 40 modules, preferably from 2 to 10 modules. Note that the measuring arm 101 can only be made up of one module.
En particulier, les modules formant les premiers 105, deuxième 107 et/ou troisième 112 bras de déplacement et/ou le bras de mesure 101 du robot modulable (100) présentent des longueurs comprises entre 25 et 500 mm.In particular, the modules forming the first 105, second 107 and/or third 112 movement arm and/or the measuring arm 101 of the modular robot (100) have lengths of between 25 and 500 mm.
illustre un mode de réalisation particulier dans lequel le robot modulable 100 est un robot polaire déplaçable en translation ainsi qu’en rotation dans un système de coordonnées cylindriques x, r, θ. En particulier, le robot modulable 100 comprend des cinquièmes moyens d’entraînement 115, 108 aptes à générer un déplacement en rotation du deuxième châssis 104 autour du deuxième bras 107 ou à générer une rotation du deuxième bras 107 sur lui-même. De préférence, la première direction correspond à la direction radiale r et la deuxième direction x correspond à la direction verticale. Le déplacement en rotation du premier châssis 103 fait varier le positionnement angulaire θ. illustrates a particular embodiment in which the modular robot 100 is a polar robot movable in translation as well as in rotation in a cylindrical coordinate system x, r, θ. In particular, the modular robot 100 comprises fifth drive means 115, 108 capable of generating a rotational movement of the second chassis 104 around the second arm 107 or of generating a rotation of the second arm 107 on itself. Preferably, the first direction corresponds to the radial direction r and the second direction x corresponds to the vertical direction. The rotational movement of the first chassis 103 causes the angular positioning θ to vary.
Selon une possibilité, applicable aux différents modes de réalisation de l’invention, le robot 100 peut comprendre des moyens d’ajustement angulaire 116 du positionnement de la sonde de mesure 102 par pivotement sur le premier bras de déplacement 105 et/ou par rotation autour du premier bras de déplacement 105. Cela permet de pouvoir aligner la sonde de mesure 102 avec la direction de l’écoulement gazeux de protection.According to one possibility, applicable to the different embodiments of the invention, the robot 100 may comprise means 116 for angular adjustment of the positioning of the measuring probe 102 by pivoting on the first movement arm 105 and/or by rotation around of the first movement arm 105. This makes it possible to align the measuring probe 102 with the direction of the protective gas flow.
et illustrent des modes de réalisation possibles des moyens d’assemblage amovibles 109 de modules entre eux. Les moyens d’assemblage peuvent comprendre une ou plusieurs pièces intermédiaires 120 et des moyens de solidarisation 121 de la pièce intermédiaire 120 à un module 105a d’une part et à un autre module 105b d’autre part. montre un exemple de pièces 120 sous la forme d’agrafes vissées 121 à chacun des bras. Selon une alternative, les moyens d’assemblage amovibles 109 peuvent être configurés pour l’assemblage de modules par encastrement et/ou par liaison magnétique. De façon alternative ou complémentaire, les moyens d’assemblage 109 peuvent aussi comprendre des détrompeurs. And illustrate possible embodiments of removable assembly means 109 of modules together. The assembly means may comprise one or more intermediate parts 120 and means 121 for securing the intermediate part 120 to a module 105a on the one hand and to another module 105b on the other hand. shows an example of parts 120 in the form of screwed clips 121 to each of the arms. According to an alternative, the removable assembly means 109 can be configured for the assembly of modules by embedding and/or by magnetic connection. Alternatively or additionally, the assembly means 109 can also include keying devices.
Selon un mode de réalisation, les moyens d’entraînement du robot modulable 100 comprennent chacun un moteur coopérant avec un système d’entraînement du châssis associé. Le système d’entraînement peut être à pignon et crémaillère. Dans ce cas, les bras de déplacement ont une surface dentée et forment des crémaillères destinées à s’engrener avec un pignon denté qui est mis en rotation par le moteur. Selon une autre possibilité, le système d’entraînement peut fonctionner par friction. Dans ce cas un pignon revêtu d’un matériau déformable est mis en rotation par le moteur est coopéré par friction avec la surface non déformable du bras de déplacement associé. A noter que le dispositif selon l’invention peut mettre en œuvre des moteurs pas à pas unipolaires ou bipolaires. On pourra aussi envisager l’utilisation de moteurs à courant continu.According to one embodiment, the drive means of the modular robot 100 each comprise a motor cooperating with a drive system of the associated chassis. The drive system can be rack and pinion. In this case, the movement arms have a toothed surface and form racks intended to mesh with a toothed pinion which is rotated by the motor. According to another possibility, the drive system can operate by friction. In this case a pinion coated with a deformable material is rotated by the motor and cooperates by friction with the non-deformable surface of the associated movement arm. Note that the device according to the invention can use unipolar or bipolar stepper motors. We could also consider the use of direct current motors.
De préférence, le robot modulable 100 est configuré pour se déplacer par pas de 1 mm au plus dans l’une et/ou l’autre des directions. Les déplacements peuvent aussi être opérés avec des pas plus faibles, typiquement allant jusqu’au pas du moteur utilisé, en particulier jusqu’à 0,02 mm. Preferably, the modular robot 100 is configured to move in steps of 1 mm at most in one and/or the other direction. The movements can also be carried out with smaller steps, typically going up to the step of the motor used, in particular up to 0.02 mm.
Dans le cadre de d’invention, la sonde de mesure 102 peut être tout moyen apte à mesurer une grandeur physique représentative de l’homogénéité de l’écoulement gazeux. De préférence, la sonde de mesure 102 est configurée pour mesurer une vitesse et/ou un débit volumique de l’écoulement gazeux, en particulier la sonde de mesure 102 comprend un tube de Pitot ou système à fil chaud. In the context of the invention, the measuring probe 102 can be any means capable of measuring a physical quantity representative of the homogeneity of the gas flow. Preferably, the measuring probe 102 is configured to measure a speed and/or a volume flow rate of the gas flow, in particular the measuring probe 102 comprises a Pitot tube or hot wire system.
Il est aussi envisageable d’équiper le bras de mesure 101 d’au moins une sonde de mesure additionnelle configurée pour mesurer une température et/ou une teneur en oxygène dans l’écoulement gazeux. La sonde de mesure 102 elle-même peut aussi être configurée pour mesurer la vitesse de l’écoulement et une autre grandeur physique telle que la température et/ou la teneur en oxygène dans l’écoulement gazeux.It is also possible to equip the measuring arm 101 with at least one additional measuring probe configured to measure a temperature and/or an oxygen content in the gas flow. The measuring probe 102 itself can also be configured to measure the speed of the flow and another physical quantity such as the temperature and/or the oxygen content in the gas flow.
Avantageusement, le dispositif selon l’invention comprend une unité de contrôle-commande et des moyens de transmission de signaux de commande et de signaux de mesure entre l’unité de contrôle-commande vers le robot modulable 100. De préférence, l’unité de contrôle-commande comprend au moins l’un parmi un microcontrôleur, un microprocesseur, un ordinateur. L’unité de contrôle-commande est configurée pour piloter le déplacement du robot modulable 100 et pour l’acquisition des mesures réalisées par la sonde de mesure 102. Les moyens de transmission peuvent être filaires ou sans fil, de préférence par liaison WIFI ou Bluetooth, ou tout autre protocole de liaison sans fil.Advantageously, the device according to the invention comprises a control-command unit and means for transmitting control signals and measurement signals between the control-command unit to the modular robot 100. Preferably, the control unit control comprises at least one of a microcontroller, a microprocessor, a computer. The control-command unit is configured to control the movement of the modular robot 100 and to acquire the measurements carried out by the measuring probe 102. The transmission means can be wired or wireless, preferably by WIFI or Bluetooth connection. , or any other wireless protocol.
De préférence, les moyens d’entraînement et l’unité de contrôle-commande sont alimentés électriquement par batterie, ce qui rend le dispositif autonome. On pourra aussi envisager de relier le dispositif au réseau électrique, afin de réaliser des caractérisations d’écoulement de plus grande durée.Preferably, the drive means and the control unit are electrically powered by battery, which makes the device autonomous. We could also consider connecting the device to the electrical network, in order to carry out flow characterizations of longer duration.
La région de fabrication au niveau de laquelle l’écoulement gazeux est à caractériser peut présenter, dans un plan correspondant à un plan de coupe transversale de la pièce à fabriquer, des dimensions caractéristiques allant de 50 mm à 800 mm. Le dispositif selon l’invention peut s’adapter à ces différentes dimensions grâce à la modularité des bras de déplacement.The manufacturing region at which the gas flow is to be characterized may have, in a plane corresponding to a cross-sectional plane of the part to be manufactured, characteristic dimensions ranging from 50 mm to 800 mm. The device according to the invention can adapt to these different dimensions thanks to the modularity of the movement arms.

Claims (15)

  1. Dispositif de fabrication additive d’au moins une pièce comprenant :
    • une chambre de fabrication (8) comprenant dans son volume interne une région de fabrication (7),
    • un moyen d’irradiation (9) configuré pour irradier au moins une partie de la région de fabrication (7) correspondant à une section transversale de ladite pièce,
    • un système d’alimentation en gaz relié au volume interne de chambre de fabrication (8) et configuré pour produire un écoulement gazeux de protection de la région de fabrication (7) lorsque la chambre de fabrication (8) est alimentée en gaz,
    • un robot modulable (100) configuré pour caractériser au moins une portion de l’écoulement gazeux de protection, ledit robot modulable (100) comprenant :
      • un bras de mesure (101) comprenant au moins une sonde de mesure (102) configurée pour mesurer au moins une grandeur physique caractéristique de l’écoulement gazeux,
      • un premier châssis (103) supportant le bras de mesure (101),
      • un premier bras de déplacement (105) associé au premier châssis (103) et s’étendant parallèlement à une première direction (r, y),
      • des premiers moyens d'entraînement (106) du premier châssis (103) aptes à générer un déplacement en translation du premier châssis (103) le long du premier bras de déplacement (105),
      • un deuxième châssis (104) auquel le premier bras de déplacement (105) est rendu solidaire,
      • un deuxième bras de déplacement (107) associé au deuxième châssis et s’étendant parallèlement à une deuxième direction (x),
      • des deuxièmes moyens d’entrainement (108) du deuxième châssis (104) aptes à générer un déplacement en translation du deuxième châssis (104) et du premier bras de déplacement (105) le long du deuxième bras de déplacement (107),
    caractérisé en ce qu’au moins l’un du premier bras de déplacement (105) et du deuxième bras de déplacement (107) du robot modulable (100) comprend plusieurs modules (105a, 105b, 107a, 107b) physiquement distincts et assemblés entre eux par des moyens d’assemblage amovibles (109) de sorte que la longueur totale du premier bras de déplacement (105) et/ou la longueur totale du deuxième bras de déplacement (107) est ajustable par retrait ou ajout d’un ou plusieurs modules (105a, 105b, 107a, 107b).     Device for additive manufacturing of at least one part comprising:
    • a manufacturing chamber (8) comprising in its internal volume a manufacturing region (7),
    • an irradiation means (9) configured to irradiate at least part of the manufacturing region (7) corresponding to a cross section of said part,
    • a gas supply system connected to the internal volume of the manufacturing chamber (8) and configured to produce a gas flow to protect the manufacturing region (7) when the manufacturing chamber (8) is supplied with gas,
    • a modular robot (100) configured to characterize at least a portion of the protective gas flow, said modular robot (100) comprising:
      • a measuring arm (101) comprising at least one measuring probe (102) configured to measure at least one physical quantity characteristic of the gas flow,
      • a first frame (103) supporting the measuring arm (101),
      • a first movement arm (105) associated with the first chassis (103) and extending parallel to a first direction (r, y),
      • first drive means (106) of the first chassis (103) capable of generating a translational movement of the first chassis (103) along the first movement arm (105),
      • a second chassis (104) to which the first movement arm (105) is secured,
      • a second movement arm (107) associated with the second chassis and extending parallel to a second direction (x),
      • second drive means (108) of the second chassis (104) capable of generating a translational movement of the second chassis (104) and of the first movement arm (105) along the second movement arm (107),
    characterized in that at least one of the first movement arm (105) and the second movement arm (107) of the modular robot (100) comprises several modules (105a, 105b, 107a, 107b) physically distinct and assembled between them by removable assembly means (109) so that the total length of the first movement arm (105) and/or the total length of the second movement arm (107) is adjustable by removing or adding one or more modules (105a, 105b, 107a, 107b).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première direction (y, r) est orthogonale à la deuxième direction (x).Device according to claim 1, characterized in that the first direction (y, r) is orthogonal to the second direction (x).
  3. Dispositif selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le robot modulable (100) comprend des troisièmes moyens d’entraînement (111) du bras de mesure (101) solidaires du premier châssis (103), les troisièmes moyens d’entraînement (111) étant aptes à générer un déplacement en translation du bras de mesure (101) parallèlement à une troisième direction (z) orthogonale à la première direction (x). Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the modular robot (100) comprises third drive means (111) of the measuring arm (101) secured to the first chassis (103), the third means of the drive (111) being capable of generating a translational movement of the measuring arm (101) parallel to a third direction (z) orthogonal to the first direction (x).
  4. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le robot modulable (100) comprend en outre un troisième châssis (110) et un troisième bras de déplacement (112) associé au troisième châssis (110), le troisième bras de déplacement (112) s’étendant parallèlement au deuxième bras de déplacement (107), le premier bras de déplacement (105) étant solidaire du troisième châssis (110), le robot modulable (100) comprenant des quatrièmes moyens d’entraînement (113) du troisième châssis (110) aptes à générer un déplacement en translation du troisième châssis (110) le long du troisième bras de déplacement (112) et des moyens de synchronisation des deuxièmes (108) et quatrièmes moyens d’entraînement (113) configurés pour synchroniser le déplacement en translation du deuxième châssis (104) et du troisième châssis (110).Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the modular robot (100) further comprises a third chassis (110) and a third movement arm (112) associated with the third chassis (110), the third arm movement (112) extending parallel to the second movement arm (107), the first movement arm (105) being integral with the third chassis (110), the modular robot (100) comprising fourth drive means (113 ) of the third chassis (110) capable of generating a translational movement of the third chassis (110) along the third movement arm (112) and synchronization means of the second (108) and fourth drive means (113) configured to synchronize the translational movement of the second chassis (104) and the third chassis (110).
  5. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le robot modulable (100) comprend des cinquièmes moyens d’entraînement (115, 108) aptes à générer un déplacement en rotation du deuxième châssis (104) autour du deuxième bras (107) ou à générer une rotation du deuxième bras (107) sur lui-même.Device according to one of claims 1 to 2, characterized in that the modular robot (100) comprises fifth drive means (115, 108) capable of generating a rotational movement of the second chassis (104) around the second arm (107) or to generate a rotation of the second arm (107) on itself.
  6. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le robot (100) comprend des moyens d’ajustement angulaire configurés pour ajuster le positionnement de la sonde de mesure (102) par pivotement sur le premier bras de déplacement (105) et/ou par rotation autour du premier bras de déplacement (105).Device according to one of the preceding claims, characterized in that the robot (100) comprises angular adjustment means configured to adjust the positioning of the measuring probe (102) by pivoting on the first movement arm (105) and /or by rotation around the first movement arm (105).
  7. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d’assemblage amovibles (109) d’un module (105a, 107a) à un autre (105b, 107b) comprennent au moins une pièce intermédiaire (120) et des moyens de solidarisation (121) de ladite pièce intermédiaire (120) à un module d’une part et à l’autre module d’autre part.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the removable assembly means (109) from one module (105a, 107a) to another (105b, 107b) comprise at least one intermediate part (120) and means (121) for securing said intermediate part (120) to one module on the one hand and to the other module on the other hand.
  8. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d’assemblage amovibles (109) sont configurés pour l’assemblage d’un module (105a, 107a) à un autre (105b, 107b) par encastrement et/ou par liaison magnétique.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the removable assembly means (109) are configured for the assembly of one module (105a, 107a) to another (105b, 107b) by embedding and/or by magnetic connection.
  9. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun des premier (105), deuxième (107) et/ou troisième (112) bras de déplacement et/ou le bras de mesure (101) du robot modulable (100) comprend de 2 à 40 modules, de préférence de 2 à 10 modules.Device according to one of the preceding claims, characterized in that each of the first (105), second (107) and/or third (112) movement arm and/or the measuring arm (101) of the modular robot (100) includes 2 to 40 modules, preferably 2 to 10 modules.
  10. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les modules formant les premiers (105), deuxième (107) et/ou troisième (112) bras de déplacement et/ou le bras de mesure (101) du robot modulable (100) présentent des longueurs comprises entre 25 et 500 mm.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the modules forming the first (105), second (107) and/or third (112) movement arm and/or the measuring arm (101) of the modular robot ( 100) have lengths between 25 and 500 mm.
  11. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun des premiers (106), deuxièmes (108), troisièmes (111), quatrièmes (113) et/ou cinquièmes (115) moyens d’entraînement comprend un moteur coopérant avec un système d’entraînement à pignon et crémaillère, le ou les bras de déplacement ayant une surface dentée destinée à s’engrener avec un pignon denté, ou un système d’entraînement par friction comprenant un pignon revêtu d’un matériau déformable coopérant par friction avec le ou les bras de déplacement.Device according to one of the preceding claims, characterized in that each of the first (106), second (108), third (111), fourth (113) and/or fifth (115) drive means comprises a motor cooperating with a rack and pinion drive system, the travel arm(s) having a toothed surface intended to mesh with a toothed pinion, or a friction drive system comprising a pinion coated with a deformable material cooperating by friction with the movement arm(s).
  12. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sonde de mesure (102) est configurée pour mesurer une vitesse et/ou un débit volumique de l’écoulement gazeux, en particulier la sonde de mesure (102) comprend un tube de Pitot ou un système à fil chaud. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring probe (102) is configured to measure a speed and/or a volume flow rate of the gas flow, in particular the measuring probe (102) comprises a tube pitot or hot wire system.
  13. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bras de mesure (101) comprend au moins une sonde de mesure additionnelle configurée pour mesurer une température et/ou une teneur en oxygène dans l’écoulement gazeux ou la sonde de mesure (102) est configurée pour mesurer une température et/ou une teneur en oxygène dans l’écoulement gazeux.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring arm (101) comprises at least one additional measuring probe configured to measure a temperature and/or an oxygen content in the gas flow or the measuring probe (102) is configured to measure a temperature and/or an oxygen content in the gas flow.
  14. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est configuré pour la fabrication additive par fusion laser sur lit de poudre, le dispositif comprenant :
    - un plateau de fabrication (4) configuré pour recevoir le matériau de base (14) sous la forme d’une couche de poudre métallique. a direction de fabrication z suivant laquelle les couches de matériau de base sont déposées et fondues successivement.
    - des moyens d’étalement de ladite couche de façon à former un lit de poudre s’étendant dans un plan orthogonal à une direction de fabrication (z),
    - au moins une source laser configurée pour irradier et opérer une fusion sélective du lit de poudre dans la région de fabrication (7) correspondant à une section transversale de la pièce métallique,
    - des moyens de déplacement du plateau de fabrication (4) parallèlement à la direction de fabrication (z).    Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is configured for additive manufacturing by laser fusion on a powder bed, the device comprising:
    - a manufacturing tray (4) configured to receive the base material (14) in the form of a layer of metal powder. a manufacturing direction z according to which the layers of base material are deposited and melted successively.
    - means for spreading said layer so as to form a powder bed extending in a plane orthogonal to a manufacturing direction (z),
    - at least one laser source configured to irradiate and selectively melt the powder bed in the manufacturing region (7) corresponding to a cross section of the metal part,
    - means for moving the manufacturing plate (4) parallel to the manufacturing direction (z).
  15. Procédé de caractérisation d’un écoulement produit dans un dispositif tel que défini par l’une des revendications précédentes, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
    a) détermination d’au moins une dimension de la région de fabrication,
    b) sélection de modules parmi un ensemble de modules donné pour former au moins l’un du premier bras de déplacement (105) et du deuxième bras de déplacement (107) du robot modulable (100) de façon à ajuster la longueur totale du premier bras de déplacement (105) et/ou la longueur totale du deuxième bras de déplacement (107) en fonction de la dimension déterminée à l’étape a),
    c) positionnement du robot dans la chambre de fabrication de sorte que la sonde de mesure (102) occupe une première position,
    d) alimentation de la chambre de fabrication (8) en gaz de façon à produire un écoulement gazeux de protection de la région de fabrication (7),
    e) acquisition d’une première mesure d’au moins une grandeur physique représentative de l’écoulement au moyen de la sonde de mesure (102),
    f) déplacement en translation du premier châssis (103) le long du premier bras de déplacement (105) et/ou du deuxième châssis (104) le long du deuxième bras de déplacement (107) de sorte que la sonde de mesure (102) occupe une deuxième position,
    g) acquisition d’une deuxième mesure d’au moins une grandeur physique au moyen de la sonde de mesure (102).    Method for characterizing a flow produced in a device as defined by one of the preceding claims, said method comprising the following steps:
    a) determination of at least one dimension of the manufacturing region,
    b) selection of modules from a given set of modules to form at least one of the first movement arm (105) and the second movement arm (107) of the modular robot (100) so as to adjust the total length of the first movement arm (105) and/or the total length of the second movement arm (107) as a function of the dimension determined in step a),
    c) positioning the robot in the manufacturing chamber so that the measuring probe (102) occupies a first position,
    d) supplying the manufacturing chamber (8) with gas so as to produce a gas flow protecting the manufacturing region (7),
    e) acquisition of a first measurement of at least one physical quantity representative of the flow by means of the measuring probe (102),
    f) translational movement of the first chassis (103) along the first movement arm (105) and/or the second chassis (104) along the second movement arm (107) so that the measuring probe (102) occupies a second position,
    g) acquisition of a second measurement of at least one physical quantity by means of the measuring probe (102).
PCT/EP2023/052593 2022-03-22 2023-02-02 Additive manufacturing device comprising a robot for characterising protective gas flows WO2023179948A1 (en)

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FR2202540A FR3133778B1 (en) 2022-03-22 2022-03-22 Additive manufacturing device comprising a robot for characterizing protective gas flows
FRFR2202540 2022-03-22

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